正文 第61章 電子皮膚係統(2 / 2)

日本科學家希望為他們的人造皮膚加上更多的功能,他們還想讓它變得更有彈性,現在它們更像一張紙,能夠彎折但沒有彈性。

哈佛大學專門研究機器人觸覺的羅伯特·豪認為這非常困難,他對電子皮膚的影響持保留意見,認為大多數類似的設計都沒有走出實驗室。

飛利浦研究實驗室2009年底宣布他們已經完成一項新的電子皮膚技術主要用於產品的外觀裝飾。電子皮膚是飛利浦正在進行的電子紙研究的一部分,使用這項技術可以對各種產品覆蓋一層“變色皮膚”。

電子皮膚可以覆蓋在各種設備上,不需要使用背光光源,它可以接受周圍環境的光線來實現顏色適配和節能,在戶外也能像油漆一樣保持色彩明亮生動。這項新技術初期將用於手機、MP3等小型設備的外觀增強,未來有可能進行大麵積使用,例如給整個房間安裝電子壁紙。

電子皮膚的問世還是臨床醫學的福音。一些移植學人士看好這項技術,認為它今後可以運用於皮膚移植,或用於改進沒有感知力的假肢。

美國斯坦福大學女科學家鮑哲南和她的研究團隊又為這種超級皮膚增加了透明和可拉伸功能,為人造電子皮膚更接近人類皮膚賦予重要意義。她於2011年9月和她的博士生、研究生團隊發明了一種可模擬人類皮膚的高靈敏度柔性塑料薄膜材料。這種材料由高靈敏的電子感應器組成,當無數的感應器連成一片時,就形成與人類皮膚相似的薄膜。這種電子皮膚可以感知一隻蝴蝶停在上麵的壓力,可以被廣泛用於假肢、機器人、手機和電腦的觸摸式顯示屏、汽車方向盤和醫學等。2012年2月,鮑哲南團隊再接再厲,創造性研製出世界最新的可拉伸太陽能電池,使電子皮膚可以實現自我發電。如今,鮑哲南團隊又利用納米材料為這種皮膚增加了透明和可拉伸功能,距離人類皮膚的功能越來越近。

鮑哲南表示,2011年發明的電子皮膚雖然可以很靈敏地檢測到觸覺,也可以彎曲,卻沒有拉伸的功能,彎曲多了還會裂開,原因就在於電極的拉伸性不理想。她還說:“我們將這種無機材料製成的電極更換為帶有導電功能的碳納米管,放在透明的襯底上。由於碳納米管具有非常好的柔軟性,可以拉伸兩倍以上,回複原位形成小彈簧形狀,還能保持非常高的導電率,同時具有透明度。”這種透明功能使得電子皮膚可以模仿人類不同膚色的皮膚。

也有科學家同時在研究人造電子皮膚的可拉伸性,但存在這樣那樣的問題。因為有的導電率高卻因需加很多碳納米管造成不透明,有的雖可以拉伸卻降低很多導電率。克服了這些問題,把碳納米管變成小彈簧,既簡單又可以得到非常好的性能,拉伸幅度最大,導電率最高,比較實用,可以做大麵積的,也容易做。

目前發明的電子皮膚雖然有靈敏的觸覺,可以適當彎曲,但彎曲次數多了則會裂開,而且不能任意拉伸,原因在於電極的拉伸性不理想。另外,在臨床的假肢移植過程中,電子皮膚對神經感應的靈敏度差,起不到實用的效果。所以說,電子皮膚要想盡早地運用到醫學中,仍需一段時間。